CMP设备的终点确定方法、终点确定系统和CMP系统技术方案

本发明专利技术公开了一种CMP终点的确定方法、确定系统和CMP系统，该确定方法包括：获取驱动所述抛光盘的电机负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据；进而根据以上数据得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据；根据归一化摩擦力矩随时间变化的数据得到所述归一化摩擦力矩随时间变化的曲线；根据曲线确定抛光终点。本发明专利技术具有如下优点：不需要复杂的滤波计算，计算量小，能够更加实时准确确定抛光终点，进而提升抛光后的成品质量。

【技术实现步骤摘要】
CMP设备的终点确定方法、终点确定系统和CMP系统
本专利技术涉及平坦化处理
，具体涉及一种CMP设备的终点确定方法、终点确定系统和CMP系统。
技术介绍
化学机械平坦化(ChemicalMechanicalPlanarization，CMP)技术是当前最有效的全局平坦化方法，并已成为集成电路制造过程中的核心技术之一。对于CMP工艺，需要严格控制材料的去除量，避免晶圆“过抛”或者“欠抛”等情况的发生。为了避免对晶圆“过抛”或者“欠抛”，需要对CMP工艺进行终点检测。相关技术中的终点检测方法是基于抛光盘驱动功率或电流的变化，对信号进行滤波处理，获取化学机械抛光的停止点。该方法往往具有较长延迟，并且滤波会影响信号真实性，一定程度上影响了终点检测的精度，即而影响化学机械抛光的质量。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种CMP设备的终点确定方法，能够准确确定抛光终点。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种CMP设备的终点确定方法，所述CMP设备包括抛光盘、修整装置和设置在所述抛光盘上的抛光头，所述修整装置包括修整头、支点和摆臂，所述修整头通过所述摆臂与所述支点相连，所述CMP终点的终点检测方法包括以下步骤：获取驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据；根据所述驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据，所述归一化的摩擦力矩为去除所述抛光头摆动影响后所述抛光头与所述抛光盘之间的摩擦力矩；根据所述归一化摩擦力矩随时间变化的数据得到所述归一化摩擦力矩随时间变化的曲线；根据所述归一化摩擦力矩随时间变化的曲线确定抛光终点。由于抛光头是往复摆动的，抛光盘受到来自抛光头的摩擦力矩也是周期性变化的，因而抛光盘所受的摩擦力矩并不能代表抛光头与抛光盘之间的摩擦力或摩擦系数。而归一化摩擦力矩将抛光头摆动因素消除，从而归一化摩擦力矩能够反映抛光头与抛光盘之间摩擦力/摩擦系数的大小。根据本专利技术实施例的CMP设备的终点确定方法，不需要复杂的滤波计算，计算量小，能够更加实时准确确定抛光终点，进而提升抛光后的成品质量。另外，根据本专利技术上述实施例的CMP设备的终点确定方法，还可以具有如下附加的技术特征：在一些实施例中，所述根据驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据的步骤包括：提供归一化摩擦力矩随时间变化的函数；根据所述根据驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据、所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据和所述归一化摩擦力矩随时间变化的函数得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据。在一些实施例中，所述归一化摩擦力矩随时间变化的函数为：其中，表示归一化摩擦力矩，k1、k2、α和β均为设定的常数，Pp为电机负载率，L为所述摆臂的长度，θ0为所述支点与抛光盘中心的连线相对于设定坐标轴的角度，θ为所述摆臂相对于所述设定坐标轴的角度，xr为所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离，x0为所述抛光头往复摆动范围中心点对应的xr值。为此，本专利技术的第二个目的在于提出一种CMP设备的终点确定系统，能够准确确定抛光终点。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种CMP设备的终点确定系统，所述CMP设备包括抛光盘、修整装置和设置在所述抛光盘上的抛光头，所述修整装置包括修整头、支点和摆臂，所述修整头通过所述摆臂与所述支点相连，所述CMP设备的终点确定系统包括：数据获取模块，用于获取驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据；归一化摩擦力矩确定模块，用于根据所述驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据，所述归一化的摩擦力矩为去除所述抛光头摆动影响后所述抛光头与所述抛光盘之间的摩擦力矩；曲线生成模块，用于根据所述归一化摩擦力矩随时间变化的数据得到所述归一化摩擦力矩随时间变化的曲线；抛光终点确定模块，用于根据所述归一化摩擦力矩随时间变化的曲线确定抛光终点。根据本专利技术实施例的CMP设备的终点确定系统，不需要复杂的滤波计算，计算量小，能够更加实时准确确定抛光终点，进而提升抛光后的成品质量。另外，根据本专利技术上述实施例的CMP设备的终点确定系统，还可以具有如下附加的技术特征：在一些实施例中，所述归一化摩擦力矩确定模块具体用于提供归一化摩擦力矩随时间变化的函数，并根据所述根据驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据、所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据和所述归一化摩擦力矩随时间变化的函数得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据。在一些实施例中，所述归一化摩擦力矩随时间变化的函数为：其中，表示归一化摩擦力矩，k1、k2、α和β均为设定的常数，Pp为电机负载率，L为所述摆臂的长度，θ0为所述支点与抛光盘中心的连线相对于设定坐标轴的角度，θ为所述摆臂相对于设定坐标轴的角度，xr为所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离，x0为所述抛光头往复摆动范围中心点对应的xr值。为此，本专利技术的第三个目的在于提出一种CMP系统，能够准确确定抛光终点。为了实现上述目的，本专利技术的实施例公开了一种CMP系统，包括上述实施例的CMP设备的终点确定系统。根据本专利技术实施例的CMP系统，不需要复杂的滤波计算，计算量小，能够更加实时准确确定抛光终点，进而提升抛光后的成品质量。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施例的CMP设备的终点确定方法的流程图；图2是本专利技术一个实施例的CMP设备的结构示意图；图3是本专利技术一个实施例的CMP设备的终点确定方法中的参数示意图；图4是本专利技术一个实施例的归一化摩擦力矩随时间变化的曲线示意图；图5是本专利技术一个实施例的CMP设备的终点确定系统的结构框图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CMP设备的终点确定方法，其特征在于，所述CMP设备包括抛光盘、修整装置和设置在所述抛光盘上的抛光头，所述修整装置包括修整头、支点和摆臂，所述修整头通过所述摆臂与所述支点相连，所述CMP终点的终点检测方法包括以下步骤：获取驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据；根据所述驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据，所述归一化的摩擦力矩为去除所述抛光头摆动影响后所述抛光头与所述抛光盘之间的摩擦力矩；根据所述归一化摩擦力矩随时间变化的数据得到归一化摩擦力矩随时间变化的曲线；根据所述归一化摩擦力矩随时间变化的曲线确定抛光终点。

【技术特征摘要】
1.一种CMP设备的终点确定方法，其特征在于，所述CMP设备包括抛光盘、修整装置和设置在所述抛光盘上的抛光头，所述修整装置包括修整头、支点和摆臂，所述修整头通过所述摆臂与所述支点相连，所述CMP终点的终点检测方法包括以下步骤：获取驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据；根据所述驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据，所述归一化的摩擦力矩为去除所述抛光头摆动影响后所述抛光头与所述抛光盘之间的摩擦力矩；根据所述归一化摩擦力矩随时间变化的数据得到归一化摩擦力矩随时间变化的曲线；根据所述归一化摩擦力矩随时间变化的曲线确定抛光终点。2.根据权利要求1所述的CMP设备的终点确定方法，其特征在于，根据驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据和所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据的步骤包括：提供归一化摩擦力矩随时间变化的函数；根据所述根据驱动所述抛光盘运动的电机的负载率随时间变化的数据、所述摆臂的摆动角度随时间变化的数据、所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离随时间变化的数据和所述归一化摩擦力矩随时间变化的函数得到归一化摩擦力矩随时间变化的数据。3.根据权利要求2所述的CMP设备的终点确定方法，其特征在于，所述归一化摩擦力矩随时间变化的函数为：其中，表示归一化摩擦力矩，k1、k2、α和β均为设定的常数，Pp为电机的负载率，L为所述摆臂的长度，θ0为所述支点与所述抛光盘中心的连线相对于设定坐标轴的角度，θ为所述摆臂相对于所述设定坐标轴的角度，xr为所述抛光头相对于所述抛光盘中心的摆动距离，x0为所述抛光头往复摆动范围中心点对应的xr值。4.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德文，田芳馨，金军，路新春，
申请(专利权)人：清华大学，天津华海清科机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11